Cảm biến áp suất là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất? Ứng dụng của cảm biến áp suất trong trong nghiệp là gì? Cùng VN Tech tìm hiểu như thế nào nhé!
1. Khái niệm
Cảm biến áp suất là thiết bị cảm nhận áp suất trên đường ống hoặc bồn chứa có áp suất,… Áp suất này được chuyển đổi thành tín hiệu điện áp hoặc dòng điện. Các tín hiệu này sẽ được truyền về biến tần hoặc PLC để điều khiển động cơ hoạt động. Có thể hiểu đơn giản như dùng máy lạnh hoặc tủ lạnh có Inverter vậy các bạn. Động cơ lúc nào cũng chạy nhưng được giám sát bằng thiết bị cảm biến để điều chỉnh công suất chạy ít hay nhiều.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất
a) Cấu tạo gồm 2 phần chính:
- Cảm biến: là bộ phận nhận tín hiệu từ áp suất và truyền tín hiệu về khối xử lý. Tùy thuộc vào loại cảm biến mà nó chuyển từ tín hiệu cơ của áp suất sang dạng tín hiệu điện trở, điện dung, điện cảm, dòng điện … về khối xử lý.
- Khối xử lý: có chức năng nhận các tính hiệu từ khối cảm biến thực hiện các xử lý để chuyển đổi các tín hiệu đó sang dạng tín hiệu tiêu chuẩn trong lĩnh vực đo áp suất như tín hiệu ngõ ra điện áp 4 ~ 20 mA( tín hiệu thường được sử dụng nhất) , 0 ~ 5 VDC, 0 ~ 10 VDC, 1 ~ 5 VDC
Tùy vào từng loại cảm biến là cách thức hoạt động cũng khác nhau, có loại hoạt động dựa trên sự biến dạng vật liệu để làm sự thay đổi điện trở, loại thì thay đổi điện dung, loại thì sử dụng vật liệu áp điện, trong đó dạng áp điện trở và kiểu điện dung là được sử dụng nhiều nhất.
b) Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất
Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất cũng gần giống như các loại cảm biến khác là cần nguồn tác động (nguồn áp suất, nguồn nhiệt,… nguồn cần đo của cảm biến loại đó) tác động lên cảm biến, cảm biến đưa giá trị về vi xử lý, vi xử lý tín hiệu rồi đưa tín hiệu ra. Sơ đồ khối cảm biến áp suất Sơ đồ khối cảm biến áp suất Áp suất: ngồn áp suất cần kiểm tra có thể là áp suất khí, hơi, chất lỏng …
3. Ứng dụng của cảm biến áp suất
- Cảm biến áp suất dùng để đo trong hệ thống lò hơi, thường được đo trực tiếp trên lò hơi. Khu vực này cần đo chính xác khá cao & phải chịu nhiệt độ cao.
- Các máy nên khí cũng cần phải đo áp suất để giới hạn áp suất đầu ra, tránh trường hợp quá áp dẩn đến hư hỏng & cháy nổ.
- Trên các trạm bơm nước cũng cần cảm biến áp suất để giám sát áp suất đưa về PLC hoặc biến tần để điều khiển bơm nước .
- Để điều áp hoặc điều khiển áp suất sau van điều khiển thì cảm biến áp suất đóng vai trò rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng trực tiếp áp suất đầu ra sau van điều khiển .
- Trên các xe cẩu thường có các ben thuỷ lực , yêu cầu giám sát các ben thuỷ lực này rất quan trọng vì sẽ ảnh hưởng đến lực kéo của ben. Vì thế họ luôn lắp cảm biến áp suất để giám sát áp suất trên các ben thuỷ lực này.
4. Các loại cảm biến áp suất thông dụng
a) Cảm biến áp suất dạng diện trở (dạng màng)
- Cấu tạo Cảm biến: gồm 1 lớp màn rất nhạy với áp suất, dc cấy trên các phần tử áp điện trở.
- Nguyên tác hoạt động : Khi có tác động của lực áp suất lên màn, màn sẽ bị biến dạng, các áp điện trở cũng sẽ thay đổi tùy theo sự biến cong của màn. cụ thể giá trị các áp điện trở song song với cạnh màng giảm thì giá trị các áp điện trở vuông góc với cạnh màng tăng và ngược lại khi đó sẽ tạo điện áp ngõ ra khác 0.
- Sự thay đổi áp điện trở đó chuyển tín hiệu đến bộ sử lý và ra được tín hiệu cần đo.
b) Cảm biến áp suất kiểu tụ (dạng thông thường)
- Loại này có nguyên lý hoạt động đơn giản hơn dựa vào giá trị của điện dung để xác định áp suất. Điện dung của tụ được thay đổi bằng cách thay đổi khoảng cách của cực tụ. Nguyên lý áp kế điện dung
- Nguyên lý áp kế điện dung Khi có áp suất tác động vào lớp màng làm lớp màng bị biến dạng đẩy bản cực lại gần với nhau hoặc kéo bản cực ra xa làm giá trị của tụ thay đổi, dựa vào sự thay đổi điện dung này qua hệ thống xử lý người ta có thể xác định được áp suất cần đo.
5. Các thông số cơ bản cần lưu ý khi chọn cảm biến áp suất
- Cảm biến dùng cho môi chất là gì ? Nước, khí nén, hóa chất,…? Điều này quan trọng nhất. Chọn sai sẽ hỏng cảm biến hoặc không dùng được.
- Nhiệt độ của môi chất tiếp xúc với chân kết cảm biến là bao nhiêu độ C ?
- Thang đo áp suất là bao nhiêu ? Giới hạn lớn nhất áp suất trên đường ống là bao nhiêu bar ?
- Tín hiệu ngõ ra của cảm biến là gì ? Tín hiệu 4-20mA hay 0-10v, 0-5v
- Chuẩn kết nối của cảm biến là loại nào? Chọn theo chuẩn ống có sẵn hay theo tiêu chuẩn cảm biến rồi gia công lỗ lắp cảm biến trên đường ống sau ? Vấn đề này cũng cần được quan tâm với các kiểu ren hệ mét (M20x1.5) hoặc Ren hệ inch côn NPT. Chọn sai lắp không được thì phải tốn tiền gia công lại ren.
VN Tech hiện đang phân phối các loại cảm biến áp suất DB Sensors thương hiệu đến từ CHLB Đức với các dãi đo rộng, độ chính xác cao cùng với vật liệu cấu thành cảm biến đa dạng cho các môi trường đo.
Quý khách muốn biết thêm thông tin cảm biến áp suất BD Sensors vui lòng liên hệ với VN Tech theo thông tin dưới đây.
Xem thêm bài viết:
